本科生畢業(yè)設計題 目：5T 機動絞磨機絞磨裝置設計學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 完成時間： 中文摘要及關鍵詞摘要：絞磨機是機動絞磨的簡稱，又叫機動絞磨機或者機動絞磨，這種叫法多見于機動絞磨應用比較廣泛的地區(qū)，機動絞磨是架設空電纜地下布線時必備的緊線、立桿等施工產(chǎn)品，能在各種復雜環(huán)境下順利方便的架設導線起重、牽引或緊線。廣泛用于電力、電信，市政工程的施工緊線組立桿塔或機動放線，適用于野外無電場所。經(jīng)現(xiàn)場實際操作證明，具有結(jié)構合理、體積小、重量輕、功利大、噪音小，操作靈活、搬運方便等優(yōu)點，深受廣大用戶的好評。關鍵詞：絞磨機,總體設計,5T 機動絞磨機絞磨裝置設計，傳動部分英文摘要及關鍵詞Abstract: The winch motor cutter mill is referred to, also known as motor cutter mill or motorized winch, this name is more common in maneuvering winch used widely in the region, motorized winch is set up empty underground cable wiring necessary tight line, pole and other construction products, to facilitate the erection of a smooth lifting wire in a variety of complex environments, traction or tight line.Widely used in construction of electric power, telecommunications, municipal engineering turnbuckle tower or motor group legislature actinomycetes for wild places without electricity. The field practice has proved that with a reasonable structure, small size, light weight, utilitarian, low noise, flexible operation, easy handling advantages, the majority of users.Keywords: cutter mill, overall design, 5T motor cutter grinder winch system design, transmission parts目錄中文摘要及關鍵詞 .II英文摘要及關鍵詞 III第 1 章 緒論11.1 絞磨機的構造11.2 絞磨機的分類.11.3 設計絞磨機絞磨裝置的目的31.3 絞磨機的優(yōu)點.31.4 絞磨機的發(fā)展前景41.5 機動絞磨機操作方法41.6 絞磨機的維修和安全使用41.7 安全操作注意事項.5第 2 章 5T 機動絞磨機絞磨裝置設計初步計算 82.1 畢業(yè)設計技術要求.82.2 鋼絲繩的選擇.82.3 滑輪卷筒的計算.82.4 傳動方案分析.10第 3 章 總體設計計算113.1 傳動方案.113.2 選擇柴油機.123.3 傳動比分配12第 4 章 絞磨裝置的計算144.1 帶傳動設計.144.2 選擇帶型.154.3 確定帶輪的基準直徑并驗證帶速.154.4 確定中心距離、帶的基準長度并驗算小輪包角.164.5 確定帶的根數(shù) z174.6 確定帶輪的結(jié)構和尺寸.174.7 確定帶的張緊裝置.174.8 齒輪減速機構的設計計算.194.9 軸的計算.214.10 潤滑與密封.264.11 聯(lián)軸器的選擇和計算.274.12 鍵及聯(lián)軸器連接的選擇及校核計算.284.12.1 連軸器與電機連接采用平鍵連接.284.12.2 輸入軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接.284.12.3 輸出軸與聯(lián)軸器連接用平鍵連接.284.12.4 輸出軸與渦輪連接用平鍵連接.284.13 箱體的結(jié)構形式和材料.29總論31參考文獻32致謝331第 1 章 緒論絞磨機其廣泛用于電力， 電信， 市政工程的施工緊線組立桿塔或機動放線。 適用于野外無電場所。 其具有結(jié)構合理， 體積小， 重量輕。 功率大， 噪音小，操作靈活，搬運方便等優(yōu)點。 深受廣大用戶好評。 本新型絞磨機的設計包括柴油機的選擇， 變速箱的設計， 離合器的選擇， 減速箱的設計， 在以往的絞磨機基礎上改進了 變速箱的設計， 實現(xiàn)了 3 軸換擋機構。 根據(jù)汽車換擋的變速原理改進了絞磨機手柄的設計。 具有操作簡單可靠穩(wěn)定等優(yōu)點。 在材料的選擇上優(yōu)先選擇了合金材料， 其使用壽命得到明顯的提高。 其質(zhì)量的到明顯的改善。 其結(jié)構得到明顯的簡化， 其體積質(zhì)量的得到最大限度的減少。1.1 絞磨機的構造機動絞磨機由滾筒輪、變速箱、柴油機或汽油機和底座框架組成，機動絞磨工作原理：絞磨槽是用來直接和鋼絲繩連接的牽引槽，以汽油機或柴油機、電動機作為動力，經(jīng)過變速箱的變速來達到要求的轉(zhuǎn)速，整機坐落于鋼結(jié)構上，穩(wěn)固且移動方便。絞磨機的分類汽油機動絞磨機，柴油機動絞磨機，拖拉機絞磨機（泰山 280、500 型改裝而成）絞磨機的型號：3T 5T 8T.絞磨機是機械絞磨機的簡稱。 其主要類型有汽油機動絞磨機， 柴油機動絞磨機， 汽油機動絞磨機， 拖拉機機動絞磨機等， 是在無電源的情況下架空輸電線路， 通信線路， 電力電纜線路的機動牽引的動力設備。 主要由磨心， 變速箱，減速箱， 動力源，離合器， 制動器， 磨筒， 機架等組成。 機動絞磨的工作原理：以汽油機或者柴油機或電動機為動力源， 經(jīng)離合器連接變速箱， 經(jīng)過變速箱的換檔， 可以提供不同的速度輸出， 再經(jīng)制動器連接減速箱輸出到磨心上。 在磨心上安裝有磨筒， 磨筒上有絞磨槽，其上有用來直接用來絞磨重物的鋼絲繩。 通過磨筒的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)重物的提升和下降的功能。 其廣泛用于電力， 電信， 市政工程的施工緊線組立桿塔或機動放線。 適用于野外無電場所。 其具有結(jié)構合理， 體積小，重量輕。 功率大， 噪音小， 操作靈活， 搬運方便等優(yōu)點。 深受廣大用戶好評。 1.2 絞磨機的分類1.按動力分汽油機動絞磨機，柴油機動絞磨機，拖拉機絞磨機（泰山 280、500 型改裝而成）2拖拉機絞磨絞磨機的型號：3T 5T 8T3T 機動絞磨機 5T 機動絞磨機操作方法：1、 機械開機前，請先打開絞磨機傳動離合器，把前后變擋桿撥至空擋的位置，然后才能開機運行。2、 在撥動離合器時，動作應快捷干脆，否則聯(lián)鎖剎車不起作用，形成增加自動剎車棘爪的沖擊力。在開機時不宜過于用力，至皮帶輪能帶動輸入軸轉(zhuǎn)動不致走滑為宜。3、 換檔時必須打開傳動離合器，否則有可能損壞齒輪，變檔后應該檢查變檔過程是否牢合，以防發(fā)生跳擋亂擋的現(xiàn)象。4、 變擋過程當中，若出現(xiàn)變擋入擋困難時，不可強行換擋，可使用手搖裝置幫助入擋，具體做法：用扳手撥動手搖裝置，使其旋轉(zhuǎn)一個角度，即可入擋。5、卷筒上的允許負荷是 HB-3T：慢轉(zhuǎn)時 3000 公斤2.按傳動方式分：(1)帶傳動帶傳動絞磨機(2)軸傳動軸傳動絞磨機進口絞磨機：3進口絞磨機主要有本田 ，雅馬哈，三菱等品牌。進口絞磨動力強勁，使用壽命長，性能大大超出國內(nèi)汽油機絞磨，一般專業(yè)的電力施工隊伍在選擇絞磨機的時候，如果考慮價格因素可能會選擇國產(chǎn)動力的汽油絞磨機，如果從質(zhì)量和性能出發(fā)大部分都會選擇進口絞磨。產(chǎn)品型號：汽油機型號本田 GX160雅馬哈 MZ175本田 GX270雅馬哈 MZ300汽油機轉(zhuǎn)速(rpm)3600 3600快 7.1/18.1 12.5/18.5中 19/6.8 30/7.3慢 30/4.3 50/4.6牽引力(kN)/牽引速度(m/min)倒 —/4.8 —/5.2磨芯底徑 (mm)φ160 φ160外形尺寸 (mm)750×600×520 870×620×520重 量 (kg) 108 1351.3 設計絞磨機絞磨裝置的目的 絞磨機作為工程生產(chǎn)中一種重要的提升工具， 在工程和生產(chǎn)中起到了相當重要的作用， 絞磨機的設計主要是根據(jù)不同的工作需求進行的。 絞磨機一般應用于電信施工、 架空輸電線路等的場合， 設計礦山絞磨機主要是為了用其代替人類的苦力勞動及避免人在危險的工作場合工作， 節(jié)約勞力； 絞磨機是為了實現(xiàn)重物的一提升而設計的。 此類絞磨機設計根據(jù)提升要求的質(zhì)量和速度， 還有本身具有自有動力的野外施工要求設計的。在不同的要求下有不同的結(jié)構配置， 不同的速度要求， 設計采用不同的換擋方式和速度配置。 1.3 絞磨機的優(yōu)點絞磨機工作質(zhì)量輕， 提升速度具有可變性， 提升質(zhì)量大， 維修安裝方便， 能夠分開運輸并在要求的工作地點進行組裝工作。 它配置了柴油機， 不需要依賴動力源。 4它采用的是汽車換擋的手柄原理設計， 具有操作簡單可靠等， 在施工中易于操作等優(yōu)點。 采用的是合金材料， 使用壽命長， 工作平穩(wěn)可靠等優(yōu)點。 采用了新型的行星輪系減速， 具有變速比大， 質(zhì)量輕， 能耗低等優(yōu)點。 1.4 絞磨機的發(fā)展前景 目前絞磨機的還只用于一些提升要求不高的場合。 如質(zhì)量不能太大， 速度不能太快， 平穩(wěn)性不太高， 運動不精確的場合。 在操作中不能實現(xiàn)速度的可控調(diào)節(jié)。 所以有待改進機構的結(jié)構設計， 原理設計。 現(xiàn)在又出現(xiàn)液壓的絞磨機，無極變速的絞磨機。帶過載保護的絞磨機。 絞磨機的減速機構有少齒差行星輪系機構。 還有制動剎車機構，電動制動剎車機構。 帶有金屬磨盤的絞磨機。 等等。近年來國內(nèi)不少單位試制了以汽油機為動力的機動絞磨機。 但目前生產(chǎn)的幾種機動絞磨機一般只在 5T 左右。 由于設計的驅(qū)動功率小, 因此整機牽引力及速度均不能滿足發(fā)展的需要。 所以在以后的設計運用中應該會朝著這方面進行改進。 能夠?qū)崿F(xiàn)絞磨機各種所需的功能。 1.5 機動絞磨機操作方法1、 機械開機前，請先打開絞磨機傳動離合器，把前后變擋桿撥至空擋的位置，然后才能開機運行。2、 在撥動離合器時，動作應快捷干脆，否則聯(lián)鎖剎車不起作用，形成增加自動剎車棘爪的沖擊力。在開機時不宜過于用力，至皮帶輪能帶動輸入軸轉(zhuǎn)動不致走滑為宜。3、 換檔時必須打開傳動離合器，否則有可能損壞齒輪，變檔后應該檢查變檔過程是否牢合，以防發(fā)生跳擋亂擋的現(xiàn)象。4、 變擋過程當中，若出現(xiàn)變擋入擋困難時，不可強行換擋，可使用手搖裝置幫助入擋，具體做法：用扳手撥動手搖裝置，使其旋轉(zhuǎn)一個角度，即可入擋。5、卷筒上的允許負荷是 HB-3T：慢轉(zhuǎn)時 3000 公斤，6、 裝設鋼絲繩方法：（1） 將卷筒離合器打開，把鋼絲繩頭穿繞在卷筒上收緊，在合上離合器即可。（2） 將卷筒外側(cè)一端軸承支撐活動座拆開，把鋼絲繩繞進卷筒上收緊。（3） 鋼絲繩繞法：由下向上穿，即進繩在下，面對卷筒，逆時針繞，進繩靠原動機端，繞 5-6 卷， （5T 型繞 8 卷） ，若繞反則剎車不起作用。1.6 絞磨機的維修和安全使用為了保持絞磨機的正常運行，延長絞絞磨機的使用壽命，必須加強對絞磨機的維護5和保養(yǎng)。操作者必須了解整套機械的結(jié)構、性能，熟練地掌握使用方法。1、 卷筒上的允許負荷是 3T：慢轉(zhuǎn)時 3000 公斤，快轉(zhuǎn)時 1800 公斤；5T 慢轉(zhuǎn)時 5000公斤，快轉(zhuǎn)時 2500 公斤，不得超負荷運行。2、 變速齒輪箱內(nèi)必須保持 1/4 之潤滑機油。3、 為防止跳擋現(xiàn)象，在撥擋叉內(nèi)裝有彈簧鋼珠作為變檔定位之作用。因此，在使用時，要注意檢查彈簧鋼珠是否頂牢。如不牢，必須更換彈簧后方可使用。4、 對自動剎車和聯(lián)鎖剎車應經(jīng)常檢查膠木的磨損狀況，自動剎車齒輪旋轉(zhuǎn)及回松間隙為 0.5 毫米，大于 1 毫米必須更換膠木，否則易造成剎車失靈而發(fā)生事故。5、 自動剎車裝置在變速齒輪箱內(nèi)，在起吊時，自動剎車齒輪發(fā)出“篤、篤、篤”響聲，證明速齒工作正常，回松時則沒有此響聲。6、 機座的錨固方法：靠卷筒兩側(cè)的軸承支座（有兩個孔）為錨固點，不能以其它位置作為錨固點。7、 卷筒軸承座的鎖釘，必須與相應的孔配合，禁止使用其它螺絲代替鎖釘。8、 變速齒輪箱外殼是鋁合金鑄成，其上的螺絲不宜過緊和不必要拆裝，更不能用錘敲擊。9、 本機經(jīng)長途運輸后，必須進行詳細的檢查，各部件緊固螺絲有無松動，潤滑油是否正常。10、 原動機是汽油、柴油機、均可按該機的使用規(guī)范要求進行。11、 每次使用機器前，應檢查機身有無雜物，周圍有無影響機器正常運轉(zhuǎn)的障礙，同時應檢查各傳動機構，一切正常后，方可使用。12、 機器每次使用完畢后，應及時清除機器上的灰塵、油污等臟物，所有清潔工作應在機器停止運轉(zhuǎn)后進行。1.7 安全操作注意事項1、機動絞磨機組操作人員懂得其性能和安全操作規(guī)程，間隔按出廠說明的規(guī)定使用，嚴禁超載使用。2、機組在安裝前，必須進行外觀檢查，嚴禁使用變形、破損、有故障等不合格的機具。3、使用機動絞磨組桿立塔、放線和牽引或吊裝必須準確保通訊暢通，統(tǒng)一指揮，指令語言規(guī)范簡練。64、操作人員在操作時必須精力集中，停從指揮，對指揮人員的指令不理解、不清晰的情況下，不得進行操作。5、操作人員應隨時觀察發(fā)動機、絞磨、磨繩和地錨的工作情況，發(fā)現(xiàn)異常情況時，應立即停止作業(yè)，向指揮人員報告。6、發(fā)動機啟動前應先脫開離合器。7、離合器合上時動作應快，脫開時不宜用力過猛。8、作業(yè)前應對機動絞磨的受力情況進行預拉調(diào)整，保證整個絞磨系統(tǒng)各受力點受力均勻，受力方向正確，絞磨機組無歪斜、上揚，以及地錨鋼絲繩等無異常后方可投入運行9、操作時不得使用半聯(lián)動的方式，在磨繩上還有力量的時候，不得使用空擋人工溜放的方式松磨繩只有當磨繩全部沒有附著在磨芯上時，才能打開磨芯鎖扣拆除磨繩。10、變速器變檔時必須要脫開離合器，如遇變檔有卡阻時，可輕微合上離合器，變換齒輪位置再行變檔，嚴禁強行入擋。11、拉磨尾繩不應少于 2 人，且應位于錨樁后面、繩圈外側(cè)，不得站在繩圈內(nèi)。12、機動絞磨在作業(yè)中應使用慢擋，不得在牽引繩受力時進行換擋轉(zhuǎn)換。13、磨繩在通過磨芯時，不得背股或相互纏繞；當出現(xiàn)背股或相互纏繞的情況時，必須停止工作，消除背股或相互纏繞的情況；故障未排除前，不得強行牽引；絞磨在正常工作時，人員應離開絞磨磨芯處，避免人員手指和衣物被卷進磨芯。14、當使用倒擋松繩時，必須注意磨繩進入卷筒的方向，注意不要被松會的磨繩纏住手腳。15、機動絞磨受力時，前方不得有人，不得采用松尾繩的方法卸荷。16、嚴禁在機動絞磨受力的情況下清掃、擦拭、潤滑和冷卻機械的轉(zhuǎn)動部分，嚴禁直接用手撥動手拉牽引繩位置。17、用機動絞磨放緊線作業(yè)時，人員不得站在或跨在已受力的牽引繩、導線的內(nèi)角側(cè)和展放的導、地線圈以內(nèi)及牽引或架空線的下方。18、機動絞磨停止運轉(zhuǎn)后，如存在負荷，必須拉緊尾繩保險，以防止各傳動件永久變形。3 安全注意事項3.1 向燃油箱內(nèi)加油時必須關閉發(fā)動機。73.2 加注燃油時禁止煙火。3.3 不應在室內(nèi)使用。3.4 不應在雨中使用。3.5 濕手不要觸及發(fā)電機，以防觸電。3.6 禁止發(fā)電機與外線路電源并列運行。3.7 兩臺發(fā)電機不得并列運行3.8 射有必要的消防器材。發(fā)生火災事故時應立即關閉發(fā)電機，停止送電，并用二氧化碳滅火器撲火。3.9 在任何情況下機動絞磨都不得在受力的情況下過夜。8第 2 章 5T 機動絞磨機絞磨裝置設計初步計算2.1 畢業(yè)設計技術要求本題目設計 5T 機動絞磨機絞磨裝置設計。1.5T 機動絞磨機絞磨裝置的 3D 設計及設計計算；2. 5T 機動絞磨機絞磨裝置的 3D 計算機輔助裝配；3. 5T 機動絞磨機絞磨裝置的總裝繪制及主要零件的工程圖設計；4.撰寫文獻綜述(3000 字、參考文獻 15 篇以上)；5.撰寫設計說明書一份(字數(shù) 15000 字以上)；6.畢業(yè)實習及撰寫畢業(yè)實習報告。2.2 鋼絲繩的選擇根據(jù) 5T 機動絞磨機絞磨裝置設計的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機構滑輪組倍率為 1.（1）鋼絲繩所受最大靜拉力：（N）組η2mGQS???絲ax式中 ——額定起重量； =50kN(起重重量 5T)Q——吊鉤組重量， =0.12kN（吊鉤掛架的重量一般約占額定起重量的 2～4%，絲 絲這里去吊鉤掛架重量為 0.12kN） ；——滑輪組倍率， =1；m——滑輪組效率， =0.98.組η組η=25.57KNmax50.1298s???（2）鋼絲繩的選擇：所選擇鋼絲繩的破斷拉力應滿足： ???絲絲絲 SanSmaxn 繩——鋼絲繩安全系數(shù)，對于小型工作類型 n 繩=2由上式可得：=3.74max1.592=08nS????繩絲 （ ）根據(jù)查鋼絲繩產(chǎn)品目錄可選用：鋼絲繩 6W(19)-20-185-I-光-右順(GB1102-74)，不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑 d=5mm。2.3 滑輪卷筒的計算（1）滑輪、卷筒的最小直徑的確定9為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪、卷筒的直徑（自繩槽底部算起的直徑）應滿足：D≥（e-1 ） 絲d式中 e——系數(shù)，對 5T 機動絞磨機絞磨裝置設計，取 e=25。所以=120mm25-1D??（ ）取卷筒直徑和滑輪直徑 D=300mm。（2）卷筒長度和厚度的計算圖 2-1 卷筒結(jié)構而 tnDHmL)(00???式中 ——最大起升高度， =4m；max maxHn——鋼絲繩安全圈數(shù)，n≥11，取 n=2；t——繩槽節(jié)距，t=d 繩+ （ 2～4）=7～11，取 t=10mm；， ——空余部分和固定鋼絲繩所需要的長度， = =3t；1L2 1L2——卷筒的計算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計算） ，0D=305mm=+d35:——卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長度，根據(jù)鋼繩允許偏斜角確定：絲L23tanαHmi??絲其中 ——吊鉤組兩側(cè)滑輪繩槽中心線之間的距離， =103mm；3L 3L——當?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時，卷筒軸和滑輪軸之間的距離，min=400mmminα2——卷筒上繞出的鋼絲繩分支相對于鉛垂線的允許偏斜角 α2≤5°～6° ，取10tanα2=tan6°=0.1.2tan?=80mm=240.1L?光——卷筒半邊的繩槽部分長度0=107mm+03.5?（ ）卷筒長度 =414mm,取 L 雙 =500mm，卷筒材料采用 HT20-40，=2738L雙 （ 1）其壁厚可按經(jīng)驗公式確定 δ=0.02D+（6～10）=0.02*200+6=10，取 δ=15mm。2.4 傳動方案分析傳動方案：電機→帶傳動→蝸桿 5T 機動絞磨機絞磨裝置設計 →工作機給定條件：由電動機驅(qū)動5T 機動絞磨機絞磨裝置設計類型選擇：選用蝸桿 5T 機動絞磨機絞磨裝置設計方案分析：結(jié)構簡單，但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。11第 3 章 總體設計計算3.1 傳動方案機器一般由原動機、傳動機、工作機組成。傳動裝置在原動機和工作機之間傳遞運動和動力，并籍以改變運動的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩大小。傳動裝置一般包括傳動件（齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動等）和支承件（軸、軸承和機體等）兩部分。它的重量和成本在機器中占很大的比例，其性能和質(zhì)量對機器的工作影響也很大。因此合理設計傳動方案具有重要意義。首先通過柴油機進行動力輸出，然后通過帶傳動帶動變速器，變速器通過聯(lián)軸器進行減速器輸出 2 個軸，帶動雙卷筒工作。本次設計為設計不變（或變化很?。┫麻L期連續(xù)運行的機械，只有所選柴油機的額功率 Ped 等于或稍大于所需的柴油機工作功率 Pd,即 Ped ≥P d ，柴油機在工作時就不會過熱，通常就不必校驗發(fā)熱和啟動力矩。柴油機傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算公式引自【1】第 12~20 頁柴油機所需工作功率按式（1）為kwwd??由式 = kwwP10Fv因此 ad??設： ——為聯(lián)軸器的效率。 =0.99（ 有 1 個）1?聯(lián) 軸 器——對滾動軸承效率。 =0.99（ 有 7 對）2 軸 承12——為 7 級齒輪傳動的效率。 =0.98（ 有 4 對）3??齒 輪——滾筒效率。 =0.96（ 有 2 對）4滾 筒——帶傳動效率。 =0.96（ 有 1 對）5估算傳動系統(tǒng)的總效率： 75212345η=×η0.76?工作機所需的柴油機功率為：./4.380dFvPKW???其中 F=5t=50000N 卷筒工作速度 4.0m/min3.2 選擇柴油機根據(jù)功率選擇柴油機http://www.114pifa.com/p404/1562836.html3.3 傳動比分配卷筒工作轉(zhuǎn)速為： 6016014.0/6.25/min3.vn rDm??????(1)總傳動比（480)261.74.5mani(2)分配傳動裝置傳動比：取帶傳動的減速比為 i1=3設定減速器的傳動比為： i7=213那么分配到變速箱的傳動比為 i=611.76/(2X3)=101.96當變速箱輸出的速度為 8m/min，變速箱的傳動 i=4.08X5X5 當變速箱輸出的速度為 10m/min，變速箱的傳動 i=4.08X5X4采用最后一級進行換擋變速器14第 4 章 絞磨裝置的計算4.1 帶傳動設計輸出功率 P=4.85kW,轉(zhuǎn)速 n1=2600r/min,i=3edAdPK?表 4-1 工作情況系數(shù) AK原動機ⅰ類 ⅱ類一天工作時間/h工作機 10?10~1616?0?10~1616?載荷平穩(wěn)液體攪拌機；離心式水泵；通風機和鼓風機（ ） ；7.5kW?離心式壓縮機；輕型運輸機1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動小帶式運輸機（運送砂石、谷物） ，通風機（ ） ；7.5k?發(fā)電機；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機床；剪床；壓力機；印刷機；振動篩1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動較大螺旋式運輸機；斗式上料機；往復式水泵和壓縮機；鍛錘；磨粉機；鋸木機和木工機械；紡織機械1.2 1.3 1.4 1.4 11 1.6載荷變動很大破碎機（旋轉(zhuǎn)式、顎式等） ；球磨機；棒磨機；起重機；挖掘機；橡膠1.3 1.4 11 11 1.6 1.815輥壓機根據(jù) V 帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16 小時） ，查 《機械設計》P 296 表 4，取 KA＝1.1。即 1.485.2kWdAedPK???4.2 選擇帶型普通 V 帶的帶型根據(jù)傳動的設計功率 Pd 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1 按《機械設計》P297圖 13－11 選取。圖 4-1 帶型圖根據(jù)算出的 Pd＝5.28kW 及小帶輪轉(zhuǎn)速 n1＝2600r/min，查圖得：d d=80～100 可知應選取 A 型 V 帶。4.3 確定帶輪的基準直徑并驗證帶速由《機械設計》P 298 表 13－7 查得，小帶輪基準直徑為 80～100mm則取 dd1=80mmddmin.=75mm（d d1 根據(jù) P295 表 13-4 查得）表 4-2V 帶帶輪最小基準直徑 mind槽型 Y Z A B C D Emind20 50 75 125 200 355 5002123,=804mdd??由《機械設計》P 295 表 13-4 查“V 帶輪的基準直徑” ，得 =250mm2d16誤差驗算傳動比： （ 為彈性滑動率）2150=3.18()8(2%)di?????: ?誤差 符合要求10%5i????:②帶速 1260v=.79/6dnms??滿足 5m/s300mm，所以宜選用 E 型輪輻式帶輪?？傊?，小帶輪選 H 型孔板式結(jié)構，大帶輪選擇 E 型輪輻式結(jié)構。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。4.7 確定帶的張緊裝置選用結(jié)構簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。對帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時要進行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應力要小,帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通 V 帶兩側(cè)面間的夾角是 40°，為了適應 V 帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通 V 帶輪槽角為 32°、34° 、36°、38°（按帶的型號及帶輪直徑確定） ，輪槽尺寸見表 7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板） ，用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。18表 4-5 普通 V 帶輪的輪槽尺寸（摘自 GB/T13575.1-92）槽型項目符號Y Z A B C D E基準寬度 bp 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0基準線上槽深 hamin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6基準線下槽深 hfmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4槽間距 e 8±0.3 12±0.3 15±0.3 19±0.4 25.5±0.5 37±0.6 44.5±0.7第一槽對稱面至端面的距離 fmin 6 7 9 111 16 23 28最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15帶輪寬 B B=(z-1)e+2f z—輪槽數(shù)外徑 da32° ≤60 - - - - - -34° - ≤80 ≤118 ≤190 ≤315 - -36° 60 - - - - ≤475 ≤60038°對應的基準直徑 dd- ＞80 ＞118 ＞190 ＞315 ＞475 ＞600輪槽角極限偏差 ±1 ±0.5V 帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構的不同分為以下幾種型式：（1）實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d 時)，如圖 4-2a。（2）腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤300mm 時)，如圖 4-2b。（3）孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞100mm 時)，如圖 4-2c。（4）橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞500mm 時)，如圖 4-2d。19（a） （b） （c） （d）圖 4-2 帶輪結(jié)構類型根據(jù)設計結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇孔板帶輪如圖（c ）.4.8 齒輪減速機構的設計計算4.8.1 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。a.根據(jù)傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。b.運輸機為一般工作機器，速度不高，選用 7 級精度（GB10095-88）c.材料選擇 由表(10-1)選擇小齒輪材料為 40Cr（表面淬火） ，硬度為 48-55HRC,大齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280 HBSd.初選小齒輪齒數(shù) ， 。140Z?2180Z?4.8.2 按齒面接觸強度設計按設計計算公式（10-9a） ??2231 1.*()t Ht dKTZud????a.確定公式內(nèi)各計算數(shù)值(1）試選 .3tK?(2）計算小齒輪轉(zhuǎn)矩55 5229.104.89.10m1.640PTNNmn??????(3）選取齒寬系數(shù) d?(4）查取材料彈性影響系數(shù) 12.EaZMp?(5）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強lim190Hap?度 lim2650HaMp??(6）計算應力循環(huán)次數(shù) 81281(30)6.47hNnjl???82.47.6i?(7）取接觸疲勞壽命系數(shù) 12.9,.HNHNK?(8）計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1，得 ??1lim2li0.68649537HNaaMpS????20b.計算(1）試算小齒輪分度圓直徑 ，由計算式1td得， mm??212312. *()t Ht dKTiZd????:167.58td?(2）計算圓周速度 2 321.267600tn mV s???????(3）計算齒輪 b 10.8754.dt m??(4)計算齒寬與齒高比 h模數(shù) 14.62.ttmz?齒輪高 *(2)56.085athcm???齒高比 5.0.768b(5）計算載荷系數(shù) K查得使用系數(shù) ， ；1A?根據(jù) ，7 級精度，查得動載系數(shù) .mVs03vK因為是直齒輪 所以 ； 1,HF??由表 10-4 用插值法查的 7 級精度,小齒輪相對軸承為非對稱軸承時 .1426Hk??由 查圖得..3FK故載荷系數(shù)=1.4691.03.426AVHK???????(6）按實際的載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑，得=118.39mm331 .4697.58ttkdm(7)計算模數(shù) 12.380dZ??4.8.3 按齒根彎曲強度設計??132FasdYKTm?????a.確定計算參數(shù)(1)查得小齒輪彎曲疲勞強度極限 ，大齒輪彎曲疲勞強度極限為160FEaMp?250FEaMp??(2)取彎曲疲勞壽命系數(shù) 12.83,.7NN(3)算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù) 得4s21??10.83635.714FNEaaKMPS??????2710.(4)算載荷系數(shù) =1.3693AVFK?????(5)取齒形系數(shù)，應力校正系數(shù)查得 1122.65,.8976FSY???(6)較大小齒輪 的大小??aSF??11.6580.137FaS?????22.9.26FY? ?大齒輪的數(shù)值大b.設計計算53 21.9.641085.4mm???對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，終合考慮，滿足兩方面，對模數(shù)就近取整，則m=34.8.4 幾何尺寸計算a.計算中心距??121024180Zmam?????b.分度圓直徑1204dzc.算齒輪寬度1db??.8725.60???圓整后取 26,0Bm4.9 軸的計算按照如下原則進行軸的的結(jié)構設計：4.9.1 初步確定計算軸徑。其計算公式 mAPd3?式中：P-軸所傳遞的功率，kw;n-軸的轉(zhuǎn)速，r/min;A-由軸的許用切應力所確定的系數(shù)，其值可查相關教材。224.9.2 輸入軸a.求高速軸上的功率 ，轉(zhuǎn)速 n1 和轉(zhuǎn)矩 T1 1Pb.n1=1440 T1=42.02 ??minr??mN?c.求作用在齒輪上的受力= =Ft12Td40237.5.??rtan69=5.2? 80cos0.ttFN??4.9.3 按初步估算軸的最小直徑。選取的材料為 40cr（調(diào)質(zhì)） 。取 ，于是得012A?133min6.8.54pdm??輸入軸的最小直徑顯然要考慮安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選擇聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 ，查表，1caATk?1.AK?=1.5 58.61=88.421caATk??N?按照計算轉(zhuǎn)矩 應小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查設計手冊，選用 YL8 （鋼制）c聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩為 250 ，電機軸孔徑為 d=42mm ， =84。m? l輸入軸孔徑為 d=32mm,與軸配合的長度 =60。故取 。l123dm?4.9.4 軸的結(jié)構設計a.擬定軸設計方案，如圖 5.223圖 5.2b.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度(1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2 段右端制出一軸肩，故 2-3 段直徑 ；236dm??左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取取擋圈直徑 。半聯(lián)軸器與軸配合的長度40Dm?，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的斷面上，故取 。160Lm? 158l(2）初步選擇滾動軸承。因為是直齒圓柱齒輪，無軸向載荷，選用深溝球軸承。由，查設計手冊選深溝球軸承 6208，故 。23d? 346767,d??4801Dbm??(3）右端滾動軸承采用軸肩軸向定位，查手冊 6208 型軸承軸肩高度 mm，因此取3h?。由于此輪分度圓直徑 d=55mm，所以制成齒輪軸， ；齒輪左端與左軸56?? 45m?24承之間用套筒定位， 。4560lm??(4)軸承端蓋的總寬度為 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑劑的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器由斷面的距離 ，故取 。3l2350lm??(5）取齒輪與箱體的內(nèi)壁距離 ，軸承斷面與內(nèi)壁的距離 ，21?34??（查課程設計指導書） 。故 ，49.5??34182lB???。6234605709.lb???c.軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸周向采用平鍵連接，按 查得平鍵截面 。滾動軸承與軸12d?1085bhl??周向定位由過渡配合保證，此處造軸的直徑尺寸公差為 m6。d.取軸端倒角為 ，各軸肩圓角半徑。245??4.9.5 求軸上的載荷作用在小齒輪上的力可分為垂直于軸心的力和沿圓周切線方向的力。 其中 ＝2131.27N， ＝ ＝775.72NtFrFtan20?確定軸承支點位置，對于 6208 深溝球軸承，其支點就是軸承寬度的中點，故軸的支承跨距為。根據(jù)軸的計算簡圖做出彎矩和扭矩圖。 （圖所 5.3 示） 125318Llm???載荷 水平面 垂直面支反力 F 124.95,87.3NHNH? 1256.9,13.7NVNVFF??彎矩 7M:7vMm:總彎矩 96.2m:扭矩 51T圖 5.3254.9.6 齒輪軸強度的校核進行校核時，通常只校核承受最大彎矩的截面的強度。由上圖可知齒輪處 E 點為危險截面，故只需校核 C 點強度， 取 ＝0.6，則得?????2 22 21 3(7968.)0.6581.1ca fMTMPaWd???????為齒根圓直徑 fd*faZhcm?查得 40Cr 調(diào)質(zhì)鋼 ＝70 Mpa ??1??因此 ，故安全。,ca4.9.7 精確校核軸的疲勞強度a.判斷危險截面由軸的結(jié)構圖以及受力圖和各平面的彎矩圖綜合可知齒輪左端截面 4 因加工齒輪有尺寸變化，引起應力集中，故該截面左側(cè)需校核驗證b.截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 33301406W.d.m???抗扭截面系數(shù) 21280T截面左側(cè)的彎矩 M 為： 148.57.577968. 450.9NNNm????????截面上的扭矩 為： 1??截面上的彎曲應力： .40bσPaW截面上的扭轉(zhuǎn)應力： 58Tτ軸的材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得：aBMPσ735?aσ31?? aM15???截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) 及 查取???因 經(jīng)插入后得：1.604rd75D.d21σα1.80?又可得軸的材料敏性系數(shù)為 σq?4MPaWTMca 239.53.2)1096(7.96)( 4???????軸的材料選擇為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，1 查得 。因此 ，故安全。Pa][1???1][???c則： 67σσττkq(α).??尺寸系數(shù) ,扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 0.ε086τε.軸按磨削加工，得表面質(zhì)量 9σβ軸未經(jīng)表面強化處理，即 ，則得綜合系數(shù)為：1?q?2612.7805στkKεβ.???合金鋼的特性系數(shù) 取1.σ??:2.0???取0.5.1τ??:.?則可計算安全系數(shù) caS1353.62.78401σamSKσ.????9ττατ???， 故可知其安全2.5σcaτSS.??4.9.8 軸承壽命的校核a.已知軸承的預計壽命 L=2×8×300×8=38400h由所選軸承系列 6208，查指導書知額定動載荷 C=29.5KNb.求兩軸承受到的徑向載荷 221112643.05rNVHFN???c.當量動載荷 P軸承 6208 得.pf 1,3XY??111222()807.59rapXYFf N??d.驗算軸承壽命因 ，所以按軸承 1 的受力大小來驗算，則：1P?366005049572.8340487.hCLhhn?????????????????所以所選軸承壽命符合要求。4.9.9 鍵的校核聯(lián)軸器與軸：選用鍵的系列 105bhl??.61TN?鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，查得許用擠壓應力 ，取 ，??MPaσp20?120pσPa?????鍵的工作長度 ，鍵的接觸高度mlL4?mhk45.04.10 潤滑與密封4.10.1 齒輪的潤滑高速級齒輪的圓周速度為： 13.9860tdnVs????低速級齒輪周向速度為 ，查得，179.821.186060tdn mV s??????